Java线程详解

news2024/11/13 11:29:07

线程是CPU调度和分配的基本单位，是操作系统可以识别的最小执行和调度单位，每个线程都有自己特定的独立的内存区域，当然也与其他线程共享堆内存，文件队列以及其他内核资源，Java虚拟机允许一个应用拥有多个线程并发工作。

每个线程都有优先级，高优先级的线程会优先于低优先级的线程执行。当不特别指定线程优先级时，新创建的线程优先级与发起创建操作线程的优先级一致，对于守护线程创建的线程而言，其也会被视作守护线程。

守护线程指的是专门为了服务其他线程而创建的线程，比如垃圾回收线程，就是最典型的守护线程，当所有非守护线程都执行完毕时(包括主线程)，此时JVM退出，进而守护线程也就停止运行了。

守护线程中不能持有需要关闭的资源，如文件，数据库等，当JVM退出时，守护线程没有机会执行关闭操作，极有可能丢失数据。

对于JVM而言，所有非守护线程都执行完毕时，无论有没有守护线程在运行，虚拟机都会自动退出。

JVM自动退出的情况

调用Runtime类的exit方法并且安全管理器允许进行退出操作时
所有的非守护线程都执行完毕时

线程创建方式

在Java中，有两种手动创建线程方式：

继承Thread类
使用Runnable类(也可以使用FutureTask+Callable或Runnable，但本质仍是Runnable的实现方式，FutureTask的顶级父类是Runnable)

继承Thread示例代码如下：

// 继承Thread类，在run方法中实现需要运行在线程中的逻辑
class PrimeThread extends Thread {
         long minPrime;
         PrimeThread(long minPrime) {
             this.minPrime = minPrime;
         }

         public void run() {
             // compute primes larger than minPrime
              . . .
         }
 }

// 启动线程运行
PrimeThread p = new PrimeThread(143);
p.start();

使用Runnable示例代码如下：

// 实现runnable类
class PrimeRun implements Runnable {
         long minPrime;
         PrimeRun(long minPrime) {
             this.minPrime = minPrime;
         }

         public void run() {
             // compute primes larger than minPrime
              . . .
         }
}

//  启动线程运行
PrimeRun p = new PrimeRun(143);
new Thread(p).start();

这里说的是手动创建两种方式，意思是开发者直接接触到Thread对象，需要自主控制Thread的运行停止等，在java中也有一些自动创建线程的并发工具，比如线程池(ExecutorService)等

线程状态切换

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如上图所示，线程主要有初始，可运行，运行，等待/阻塞，终止五种状态。当线程获取到CPU时间片切为可运行状态时，就会从可运行状态切入运行状态。线程运行中，如果遇到了同步锁时，等待获取资源则会切入阻塞状态，获取到资源后再从阻塞状态切入运行状态，超时等待状态和等待状态切入切出与此类似。

线程常见接口说明

接口名	接口说明	备注
start	开始执行该线程，表示该线程从初始状态进入可运行状态，当分配到CPU时间片后，就会进入运行状态	/
stop	强制结束该线程执行，表示线程从运行状态进入终止状态，已弃用	/
yield	当前线程释放CPU时间片，由运行状态进入可运行状态，让系统重新选择线程执行，有可能继续执行，也有可能等待	/
join	在当前线程，调用其他线程的join方法，则当前线程阻塞，直到其他线程执行完后，该线程继续执行，可选择指定最长阻塞时间，单位毫秒	/
interrupt	标记线程中断状态，并不等于该线程停止运行。如果当前线程处于阻塞状态，执行interrupt方法会抛出异常，可以尝试在异常内跳出run方法执行以终止线程	/
setDaemon	设置当前线程是否是守护线程，true-守护线程，false-不是守护线程	/
setPriority	设置线程优先级，传入的值在1-10之间，数值越大，优先级越高，默认优先级为5	/
sleep	Thread类的static方法，让调用线程进入休眠状态，当线程持锁时，sleep不会导致锁匙放，只会释放CPU资源，sleep状态的线程不可以被唤醒	/
wait	使线程进入等待状态，线程在等待状态时会释放所持有的monitor锁，处于wait状态的线程可以通过notify或者notifyAll唤醒	/